裝載機構的製作方法

2023-09-24 01:57:15 2

專利名稱：裝載機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種裝載機構，該裝載機構包括轉臺，用於連接裝載機構與座機(Base machine)；主臂和副臂，主副臂用鉸鏈連在一起，主臂與轉臺連接；和提升缸與操縱缸，用於控制主副臂。
這種裝載機構主要用於採伐機械。裝載機構的一端，通常設有不同的木柴採伐裝置，例如採伐頭(logging head)、收割器(harvest part)、伐木頭(feller head)或動力柴薪抓鉤(grapple for energy firewood)。由於工作面和運動路徑的特點，這種裝載機構在森林裡能進行的加工處理和確伐，或者是以選擇砍伐方式(selected manner)，即使森林變稀疏，或是以最終砍伐方式，這意味著成片砍伐(Group felling)。裝載機構通常是連接在採伐機械所設的基座上，例如用螺栓經法蘭盤連接。
人們過去知道在採伐機械中使用木柴裝載機構，該裝載機構包括分離式的提升臂與副臂，各臂具有各自的運動路徑和各自的控制液壓缸，因此提升臂的運動路徑與副臂的運動路徑不相干涉(intersect)。提升臂的運動路徑與副臂的運動路徑於是互不聯繫。當使用裝載機構的臂時，於是必須同時執行兩個獨立的運動，例如，在臂的工作面(working area)內，副臂一端必須設有水平運動。
通常也使用疊套式伸縮裝置(Telescopic extending means)以擴大裝載機構的操作幅寬(ceperation span)。然而同時使用伸縮裝置就難於顧及運動路徑，而且當在近距離使用裝載機構時，這種疊套式伸縮裝置必須縮回。
當裝載機構的臂端設置水平運動時，用現有裝載機分開使用各臂的結果，臂端的運動會上下顛簸，而不是像有利於載荷或執行機構所需要的那種直接而平滑地運動。這種不平坦的運動路徑增加了裝載機構的能耗，並使在臂上產生的應變不利的高。
一種常用的木柴裝載機構還包括轉臺，該轉臺裝在採伐機上或者裝在一種座機上，該座機上設有垂直立柱。這種立柱通常設有提升臂，該提升臂由提升缸引導，在提升臂的一端設有一副臂，副臂由搖擺缸控制。為了增大裝載機構的工作面，疊套式可伸縮裝置設置在遠離座機的副臂內。裝載機構的重心從而位於高處且遠離座機。這減弱了採伐機的平衡，所以機器需要更大的質量以便在裝載機構工作時保持穩定。
由提升臂和副臂所構成的臂上的應力，由於提升缸和搖擺缸所產生的點應力(point stresses)也從而增大。在傳統的裝載機構上，由於提升缸通常是通過一點與臂連接，提升缸在臂上產生一種點應力。再者，搖擺缸的下端的緊固通常是用焊接在提升臂中部的方式。臂一般要遭受從上述點處開始的斷裂。為防止產生這種斷裂，常常以犧牲裝置總重量為代價，將製造臂的材料儘可能地加強。
由於提升臂的執行缸通常位於提升臂下面，它常常容易受到碰撞的威脅。當裝載機構處於垂直位置時，未受保護的提升缸容易被副臂或者裝在副臂上的某種裝置，或者裝在該裝置中的木材所擊中。副臂的執行缸在臂結構中的遠距離配置也產生種種問題，這是由於在林區操作時，在提升過程中，搖擺缸會被位於工作環境內的障礙所損壞。
存在這樣幾個涉及現有布局的問題由於必須控制兩個甚至三個相互獨立的運動，因此難於引導臂。臂的執行缸的位置使臂在使用時使缸受損害。此外，執行缸的位置已在裝載機構內產生有害的點應力，從而或者使裝置斷裂，或者加重臂的結構。
本發明的目的在於消除現有技術的缺點，並提供一種更簡單、更有效的新型結構。
這一目的是通過一種裝載機構來實現，該裝置具有在本發明權利要求中所定義的特徵。更準確地講，根據本發明之裝置的主要特徵在於，提升缸的第一端用安裝板與轉臺連接，操縱缸的第一端與主臂上連轉臺的一端相連接，提升缸的另一端與操縱缸的另一端則用同一連接板相連，以便控制此裝置。
在討論本發明過程中，提升臂和副臂使用通用名詞「臂」，提升缸和引導臂的操縱缸均使用執行缸一詞。
本發明提供了一些值得注意的好處。根據本發明的裝載機構中，導引臂的提升缸和操縱缸均裝在主臂上，一個在另一個的上面。這樣使裝載機構具有窄的結構，從而使操作人員的視野比使用現有裝置時更好。此外，各缸均設置在距座機近的位置，於是當裝載機構運動時它們都受到保護，而且它們都位於主臂的另一側，避免了遭受副臂或裝在副臂上負載的碰撞的可能。
由於根據本發明之執行缸的有利位置，各缸的負荷分散在臂上幾點，於是作用在臂上單一部位的應力保持小的值。例如操縱缸下部緊固裝置推薦與主臂的同一連接裝置一體化，於是由操縱缸所產生的應力只略微向臂的中部移動。此外，例如在基於本發明之第一實施例的一種裝載機構中，提升缸的點負荷被分散在主臂上至少三點處，於是在臂上的應力保持最小。當提升缸的緊固裝置到達高於提升臂中點的位置時，減小了臂上的應力。裝載機構的提升運動推薦使主臂承受壓力而不像一般的結構承受有害的彎曲或拉伸。
在根據本發明的裝載機構中，通過將主臂安排在從較低位置開始，而不用單獨的垂直立柱，該裝置的重心可以很有利地設置在靠近座機的位置，裝置的總體結構製造得低。低的結構也是有利的，因為它給操作者提供了清晰的視野。
根據本發明的裝載機構的運動路徑是理想的，這是由於本裝置的水平平移運動，在本裝置的整個工作面只由一個缸執行，就是說由操縱缸操縱，從而裝載機構的運動非常平穩。主臂的角度和副臂的角度，在臂的整個工作面內，本質上保持在與垂直平面相同的平面內，於是裝載機構的重心是儘可能緊靠緊固點和座機。
引導裝載機構的操縱缸使臂的端部，在裝載機構工作面內沿本質上沿直線運動。本裝置的提升缸於是只執行臂的提升運動，於是裝載機構的運動容易控制。根據本發明，藉助於控制系統，到達目標的路徑可能最短，於是節約能量，而裝載機構所受的應力儘可能小。由於本裝載機構較現有設備所產生的應變小，並由於本裝載機構的執行裝置相互位置比現有結構安排更為有利，本裝載機構的結構更輕。本發明之裝載機構比現有的結構使用時估計可降低能耗約20％，而使用速度估計可加快20％。
裝載機構的傳遞運動是由操縱缸帶來的，而且推薦使之在向外或向內兩個方向具有同樣大小的移動力，這是由於當臂低至伸直的位置時，操縱缸的小的壓力被臂的重量所增大。
下面參照附圖對發明給予詳細說明，附圖表明了根據本發明之裝載機構的推薦實施例。


圖1所示為本發明的第一實施例，其中執行缸經導杆和連接裝置與臂相連，圖2所示為本發明的另一實施例，其中執行缸只有一端與副臂相連。
根據本發明之裝載機構包括轉臺2，該轉臺可旋轉地安裝在採伐機的機架，即座機1上。本裝置的臂通過安裝板2a裝在轉臺上，臂包括主臂3和副臂4。兩個臂由兩個執行油缸即提升缸5和操縱缸6所控制。提升缸設置在主臂3另的一側而與副臂4相對，本質上與主臂平行，從而提升缸的第一端與轉臺相連。操縱缸6位於提升缸與主臂之間，並推薦與主臂的基座相連，例如通過安裝件7，該安裝件例如裝在主臂的基座上。
根據本發明的第一推薦實施例如圖1所示，裝載機構的運動路徑是由一導杆和連接裝置所引導、該連杆裝置位於主臂和副臂的交點處，並由穩定杆8和主臂所控制。在這種情況下，提升缸5與連接板9相連，該連接板又是連接在穩定杆8上的。連接板還包括一可迴轉的連接輔肋支杆10，該支杆的一端與主臂是可迴轉的連接，推薦在主臂的中部連接。操縱缸6的一端與此輔助支杆相連，推薦操縱缸與輔助支杆的連接點就在輔助支杆與連接板相連處，並推薦使用同一樞軸。
穩定杆8將執行缸的控制運動傳遞至導杆和連接裝置，這樣，當設置在此處的鉸接杆11相對於連杆裝置12運動時，控制運動傳至與鉸接杆一端相連的副臂4。
主臂3依次將執行缸的控制運動傳遞至導杆和連接裝置，這樣，摺疊板13和槓桿裝置12的一端均與主臂一端相連。摺疊板於是將控制運動傳至副臂，且槓桿裝置將控制運動經鉸接杆傳遞至副臂。
根據本發明的另一推薦實施例如圖2所示，裝載機構的運動路徑是通過將提升缸5和操縱缸6從轉臺2的另一端裝在副臂上來引導的。副臂於是是鉸接在主臂上且在樞軸的兩側是連續的，並在副軸上靠執行缸一側構成搖擺臂4a，並由傳遞臂4b剛性地與其相連。
提升缸5和操縱缸6兩者於是都裝在連接板9上，該連接板設置在副臂的搖擺臂上。執行缸的控制運動以這種裝置直接傳遞到副臂，從而能快速準確地控制各種運動。
為了改善這種裝置的工作面，可配備一種疊套式可延伸副臂如圖2所示，從而可提供足夠的工作面，儘管這種裝置的結構緊湊。
根據本發明之裝載機構的結構中，主臂3的緊固點距座機1的距離小，這是由於容納主臂3的安裝件7的低結構，於是裝置的重心靠近座機，從而使裝載機構具有低結構。
由於提升缸5和操縱槓6與主臂3本質上處於同一剪切面內，根據本發明的裝置具有一種窄結構。當提升缸和操縱缸安置在靠近座機1時，它們在裝載機構運動時受到保護，而當它們根據本發明，對於與主臂3相鉸接的副臂4處於另一側時，避免了由副臂或裝在副臂上的執行器帶來碰撞的可能。
這種結構還能使提升缸5和操縱缸6作用在臂上的力分布在幾個點，於是作用在臂上的應力保持儘可能的小。
當使用裝載機構時，臂可以由一個控制運動伸出或縮回。在這種情況下，例如在圖1所示裝置是安排成導引一個平面多邊形，該多邊形的各邊由本裝置的穩定杆8、連接板9、輔助支杆10、主臂3的一端、連杆12和鉸接杆11所組成。當操縱缸沿缸的縱向將傳動力直接作用在該多邊形上，多邊形的各角度可以改變，從而主臂與副臂本質上是同時並沿相等的距離運動，就是說它們的運動是同步的。這就帶來這樣的結果副臂4在工作空間內的運動本質上是線性運動。例如，當連接板9與轉臺間的距離保持為常數，就是說提升缸的長度不變，而操縱缸的活塞縮回缸中，這樣減短了缸的長度，主臂製成可繞座機迴轉。這一旋轉運動傳至副軸，強迫它轉動一定角度，此角度等於主臂轉的角度。此外，操縱缸活塞沿自身縱向的運動，使輔助支杆10產生一旋轉運動，它還產生一控制運動，經穩定杆8和鉸接杆11傳遞到副臂4，強制副臂端部或者遠離主臂，或者靠近主臂。於是當裝載機構向外伸出時，主臂與副臂按比例產生迴轉。
提升缸5長度的改變影響到副臂端部的提升高度。因此，提升缸活塞沿其縱向的運動，經穩定杆8和鉸接杆11，使主臂相對於其基座旋轉，於是使主臂的一端連同鉸接杆11使副臂的端部提升或降低。按這種方式臂的運動路徑和副臂端從基座面起的高度是可選擇的。
裝載機構的運動路徑是理想的，這是由於在裝載機構的整個工作面內，在水平方向的運動傳遞只由一個缸即操縱缸執行，所以裝載機構的運動平滑。
應當認識到上述說明及附圖只用以對發明進行解說。因此本發明並不局限於上述公開的實施例且在權利要求中給予了定義，對在所提權利要求中所反映的本發明思想範圍內的一些不同方案和修改，對於本領域的技術人員是顯而易見的。
權利要求
1．一種裝載機構，包括轉臺(2)，該轉臺用於將裝載機構與座機(1)相連接；主臂(3)和副臂(4)，此兩臂鉸接在一起，主臂與轉臺相連；和提升缸(5)與操縱缸(6)，兩缸均用於控制臂；其特徵在於提升缸(5)的第一端藉助於安裝板(2a)與轉臺(2)相連接；操縱缸(6)以其第一端與主臂(3)的一端在轉臺的一端相連接；提升缸的另一端和操縱缸的另一端與同一連接板(9)相連接，以便控制本機構。
2．如權利要求1所述的裝載機構，其特徵在於該裝載機構包括一輔助叉杆(10)，其與主臂可旋轉地連接；連接板(9)，其鉸接於輔助叉杆；穩定杆(8)，其與連接板相連接以便控制副臂，提升缸(5)和操縱缸(6)，其與連接板(9)相連接，缸的控制運動經穩定杆與輔助叉杆傳至主臂與副臂。
3．如權利要求2所述的裝載機構，其特徵在於，操縱缸(6)經輔助叉杆(10)裝在連接板(9)上。
4．如權利要求1所述的裝載機構，其特徵在於提升缸(5)和操縱缸(6)均設置在連接板(9)上，該連接板設置在副臂的一端，該副臂位於提升缸與操縱缸一側，以便傳遞提升缸與操縱缸的控制運動。
5．如上述各權利要求其中之一所述的裝載機構，其特徵在於操縱缸(6)的第一端經安裝件(7)在本質上緊固於主臂(3)的基座面上。
6．如上述各權利要求其中之一所述的裝載機構，其特徵在於提升缸(5)，操縱缸(6)和主臂(3)均安裝成本質上處於同一剪切平面內，這樣，操縱缸(6)放置在提升缸(5)與主臂(3)之間。
全文摘要
本發明涉及一種裝載機構,該裝載機構包括轉臺(2),用以將裝載機構與座機(1)相連接;主臂(3)和副臂(4),此兩臂鉸接在一起。這樣的主臂與轉臺相結合使各臂由提升缸(5)和操縱缸(6)所控制。這種裝載機構擬主要用於採伐機械。因此用於控制臂(3,4)的提升缸和操縱缸均裝在主臂(3)上,且一個在另一個之上,從而為裝載機構提供了一種窄的結構。此外,執行缸(5,6)均設置在靠近座機(1),使其在裝載機構運動時受到保護。由於執行缸也都設置在主臂(3)的另一側,從而避免了被副臂(4)或裝在副臂上的載荷或裝在副臂上的執行器(14)的碰撞的可能。
文檔編號B66C23/00GK1216967SQ97194285
公開日1999年5月19日 申請日期1997年4月29日 優先權日1996年4月30日
發明者裡斯託·海基拉 申請人:裡斯託·海基拉